JP3565727B2 - Method for removing fumarase activity, microorganism obtained by this method, and method for producing optically active aminopolycarboxylic acid using this microorganism - Google Patents

Method for removing fumarase activity, microorganism obtained by this method, and method for producing optically active aminopolycarboxylic acid using this microorganism Download PDF

Info

Publication number
JP3565727B2
JP3565727B2 JP30759498A JP30759498A JP3565727B2 JP 3565727 B2 JP3565727 B2 JP 3565727B2 JP 30759498 A JP30759498 A JP 30759498A JP 30759498 A JP30759498 A JP 30759498A JP 3565727 B2 JP3565727 B2 JP 3565727B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strain
acid
microorganism
activity
ferm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30759498A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11196882A (en
Inventor
眞美 加藤
真 金子
隆一 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp, Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP30759498A priority Critical patent/JP3565727B2/en
Publication of JPH11196882A publication Critical patent/JPH11196882A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3565727B2 publication Critical patent/JP3565727B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸エチレンジアミンリアーゼ活性を有する微生物のフマラーゼ活性除去方法、該方法によって得ることができる、フマラーゼ活性が低減された微生物またはその処理物、ならびに、フマラーゼ活性が低減された該微生物またはその処理物の存在下でフマル酸とアミノ基を有する化合物とから光学活性アミノポリカルボン酸を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸エチレンジアミンリアーゼはフマル酸とアミノ基を有する化合物から光学活性アミノポリカルボン酸を製造する際に触媒として使用され、得られる光学活性アミノポリカルボン酸は重金属等の金属イオンを補足するという特異な性質を有し、しかも生分解を受け易いため、キレート剤、洗剤用ビルダーや写真用漂白剤などの用途が見込まれる。
【0003】
本発明者らは、先に、フマル酸とエチレンジアミンをS,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸に変換する微生物の新規なリアーゼ活性を見い出し(以下、本リアーゼをエチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸エチレンジアミンリアーゼと呼び、EDDSアーゼと略記する)、本触媒作用を利用したフマル酸と各種アミンからの効率的な光学活性アミノポリカルボン酸の製造方法を提案している〔特開平9−140390号公報、米国特許第5707836号明細書参照〕。しかしながら、これらのEDDSアーゼ保有微生物は、生物界に幅広く存在するフマラーゼを合わせ持ち、共通の基質であるフマル酸の相当な部分をリンゴ酸へと水和するため、フマラーゼ活性を除去しない限り、満足な収率で目的の光学活性アミノポリカルボン酸を得ることは困難である。
【0004】
フマラーゼ活性を除去する方法としては、アスパルターゼ活性を有する微生物について該微生物を酸処理する方法〔特公平3−55103号公報参照〕、同じくアスパルターゼ活性を有するブレビバクテリウム属に属する微生物について該微生物をL−アスパラギン酸及びアンモニウムイオンの存在下にアルカリ条件下で処理する方法〔特公平4−80678号公報参照〕が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法は、本発明の微生物に対しては、EDDSアーゼの活性損失がフマラーゼの活性損失よりも大きいため採用できないことが実験的に確認された。また、後者の方法は、処理菌体をL−アスパラギン酸を多量に含む処理液ごと反応に供し得るL−アスパラギン酸の製造反応には有利であるが、それ以外の反応では操作性および経済性の面で難があった。
【0006】
本発明のEDDSアーゼは、上記アスパルターゼとは異なる新規な酵素であり、それ故、如何にしてEDDSアーゼ活性を失うことなくフマラーゼ活性のみを選択的に除去し得るかは全く不明であった。
したがって、本発明は、EDDSアーゼ活性およびフマラーゼ活性を有する微生物からEDDSアーゼ活性を失うことなくフマラーゼ活性のみを選択的に除去することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を改善すべく鋭意研究を行った結果、EDDSアーゼ活性を有する微生物またはその処理物を塩類の存在下に、アルカリ水溶液中で処理することによりEDDSアーゼ活性を損なうことなくフマラーゼ活性を選択的に除去する方法を見い出し本発明に到達した。 すなわち、本発明は、第1の態様において、エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸エチレンジアミンリアーゼ活性を有する微生物またはその処理物を5〜1000mMの濃度の塩類の存在下にpH8.0〜10.5のアルカリ水溶液で処理することを特徴とする該微生物またはその処理物のフマラーゼ活性の除去方法を提供する。
ここで、該塩類は、ほう酸、りん酸、塩酸、硫酸、酢酸、蓚酸、フマル酸、マレイン酸およびエチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸のナトリウム、カリウム、アンモニアおよびアミン類の塩からなる群から選択され得る。
【0008】
該微生物またはその処理物は、シュードモナス(Pseudomonas)属、パラコッカス(Paracoccus)属、スフィンゴモナス(Sphingomonas)属およびブレブンジモナス(Brevundimonas)属からなる細菌類;エシェリヒア(Esherichia)属またはロドコッカス(Rhodococcus)属に属する細菌宿主にEDDSアーゼをコードする遺伝子を導入した形質転換体;ならびに該細菌類または形質転換体の処理物からなる群から選択され、具体的には、それらは、Pseudomonas sp.TN−131株(FERM BP−5418)、Paracoccus sp.TNO−5株(FERM BP−6547)、Sphingomonas sp.TN−28株(FERM BP−5419)、Brevundimonassp. TN−30株(FERM BP−5417)およびBrevundimonas sp.TN−3株(FERM BP−5886);宿主としての大腸菌JM109株(ATCC53323)、Rhodococcus rhodochrous ATCC17895株およびRodococcus rhodochrous J−1株(FERM BP−1478)にEDDSアーゼをコードする遺伝子を導入した形質転換体;ならびに該細菌類または形質転換体の処理物からなる群から選択される。
【0009】
本明細書中「処理物」とは、菌体破砕物、菌体抽出液、菌体から抽出された粗酵素または精製酵素、固定化した菌体または酵素、安定化剤等の薬剤で処理された菌体または酵素を意味する。 本発明はまた、第2の態様において、フマラーゼ活性が低減されたことを特徴とする、EDDSアーゼ活性を有する微生物またはその処理物を提供する。このような微生物またはその処理物には、上記の本発明方法によって得ることができる微生物またはその処理物も包含される。
【0010】
本明細書中、フマラーゼ活性について「低減」とは、元の微生物または処理物と比べてそのフマラーゼ活性が減少しているか、あるいはフマラーゼ活性を実質的に含まないことを意味する。 本発明はさらに、第3の態様において、フマル酸とアミノ基を有する化合物とから光学活性アミノポリカルボン酸の製造における、フマラーゼ活性が低減された上記微生物またはその処理物の使用を提供する。
具体的に、本発明は、下記一般式[1]
【0011】
【化1】

Figure 0003565727
【0012】
で示される光学活性アミノポリカルボン酸の製造方法であって、上記のフマラーゼ活性が低減された微生物またはその処理物からなる触媒の存在下で、フマル酸と、一般式[2]
【0013】
【化2】
Figure 0003565727
【0014】
で示されるアミノ基を有する化合物とを反応させること、および、その結果得られた反応混合物から該光学活性アミノポリカルボン酸を単離することからなり、上記式[1]および式[2]において、RおよびRは、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のシクロアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、但し、RとRは共に水素原子であることはなく、該置換基はアミノ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン、ヒドロキシル基、カルボキシル基およびエーテル基からなる群から選択され;RおよびRはRとRと同一であるか、または、RとRのアミノ基の少なくとも1個がその窒素原子を介してコハク酸のエチレン基の炭素原子と結合した構造を有する基を表わす、前記方法を提供する。
【0015】
ここで、アミノ基を有する化合物は、例えば、エチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、2−メチル−1,3−プロパンジアミン、2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン等の炭素数2〜6のアルカン−またはシクロアルカン−ジアミン類;1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン類;ならびにグリシン、3−アミノプロピオン酸、2−アミノプロピオン酸、イミノジ酢酸、3,3’−イミノジプロピオン酸、グルタミン酸等のモノアミン類からなる群から選択される。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記の通り、光学活性アミノポリカルボン酸の製造における副反応を抑制することを目的として、該処理によりEDDSアーゼ活性を保持しながら、フマラーゼ活性を選択的に除去した微生物触媒を得ることを目的とする。したがって、フマル酸を原料とし、かつ該触媒を光学活性アミノポリカルボン酸製造に適用する限り、本発明の効果を得ることができる。
これら適用場面としては、具体的に、下記一般式〔2〕で示されるアミノ基を有する化合物とフマル酸の混合物から下記一般式〔1〕で示される光学活性アミノポリカルボン酸を製造する場合を挙げることができる:
【0017】
【化3】
Figure 0003565727
【0018】
【化4】
Figure 0003565727
【0019】
式中、RおよびRは、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子(但し、RとRは共に水素原子であることはない)、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のシクロアルキル基、置換または無置換のアリール基、RおよびRはRとRと同一またはRとRのアミノ基の少なくとも1個がその窒素原子を介してコハク酸のエチレン基の炭素原子と結合した構造を有する基等を表し、置換基はアミノ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エーテル基等である。
【0020】
一般式〔2〕で示されるアミノ基を有する化合物としては、例えば、エチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、2−メチル−1,3−プロパンジアミン、2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン等の炭素数2〜6のアルカン−またはシクロアルカン−ジアミン類、1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン類、ならびにグリシン、3−アミノプロピオン酸、2−アミノプロピオン酸、イミノジ酢酸、3,3’−イミノジプロピオン酸、グルタミン酸等のモノアミン類などを挙げることができ、エチレンジアミンが代表的である。
【0021】
また、本発明で得られる一般式〔1〕で示される光学活性アミノポリカルボン酸の代表例としては、いずれも(S,S)−体のエチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸、1,3−プロパンジアミン−N、N’−ジコハク酸、2−メチル−1,3−プロパンジアミン−N,N’−ジコハク酸、2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミン−N,N’−ジコハク酸、1,4−ブタンジアミン−N,N’−ジコハク酸、1,5−ペンタンジアミン−N,N’−ジコハク酸、1,6−ヘキサンジアミン−N,N’−ジコハク酸、1,2−シクロヘキサンジアミン−N,N’−ジコハク酸、1,3−シクロヘキサンジアミン−N,N’−ジコハク酸、1,4−シクロヘキサンジアミン−N,N’−ジコハク酸、1,2−フェニレンジアミンジコハク酸、1,3−フェニレンジアミンジコハク酸および1,4−フェニレンジアミンジコハク酸等のアルカンジアミン−N,N’−ジコハク酸、シクロアルカンジアミン−N,N’−ジコハク酸またはフェニレンジアミン−N,N’−ジコハク酸;ならびに、いずれも(S)−体のアスパラギン酸−N−モノ酢酸、アスパラギン酸−N−モノプロピオン酸、アスパラギン酸−N−2−プロピオン酸、アスパラギン酸−N、N−ジ酢酸、アスパラギン酸−N、N−ジプロピオン酸、アスパラギン酸−N−2−グルタール酸などを挙げることができ、(S,S)−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸が代表的である。
【0022】
本発明のフマラーゼ活性除去処理の対象となる微生物は後記のとおりである。フマラーゼ活性除去処理は、培養により得られた菌体またはその処理物(菌体破砕物、菌体抽出液、抽出した粗・精製酵素、固定化した菌体または酵素、薬剤処理(安定化処理等)した菌体または酵素)に対して行うことができる。その他、培養終了後、培養液中の菌体に対して直接行うこともできる。また、フマラーゼ活性除去処理後に、別の処理を加えても差し支えない。
【0023】
フマラーゼ活性の除去処理は、上記微生物菌体等を塩類の存在下にアルカリ水溶液に浸漬することにより行うことができる。また、該アルカリ水溶液としてはメタノール、エタノール等の水と自由に混和し得る有機溶媒や水と混和し得る範囲でその他の有機溶媒を併用したものでもよい。
塩類としては、本発明のアルカリ水溶液に溶解し得るものであれば、無機、有機、特に制限されない。例えば、ほう酸、りん酸、塩酸、硫酸、酢酸、蓚酸、前記フマル酸やマレイン酸、エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸等のナトリウム、カリウム、アンモニア、アミン類等の塩であり、アミン類としてはエチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン等の炭素数2〜6のアルカンジアミン、トリエタノールアミン等のモノアミンが好適である。
【0024】
塩類の濃度は5〜1000mM、好ましくは10〜500mMの範囲である。5mM未満では効果が充分でなく、1000mMを越えると効果が頭打ちとなる。
アルカリ水溶液のpHは8〜10.5、好ましくは8.5〜10、より好ましくは9〜9.5の範囲であり、上記の酸および塩基の割合を変えることにより所定のpHに調整することができる。中でも、ほう酸、りん酸もしくはGoodの緩衝液等の使用は塩濃度およびpHの調整の両面から好適である。
【0025】
処理温度は通常氷結温度〜55℃の範囲である。処理時間は諸条件により異なるが、約1分〜約1ヶ月間であり、処理温度をより高温に設定することにより処理時間を短縮することができる。また、処理時間は延長されるものの、上記条件下、冷蔵保存中にフマラーゼ活性を除去することも可能である。
これらの処理操作は、回分、連続のいずれの方法でも行うことができる。
【0026】
本発明の微生物としてはEDDSアーゼおよびフマラーゼ活性を有する微生物であればいずれも対象となる。例えば、シュードモナス(Pseudomonas)属、パラコッカス(Paracoccus)属、スフィンゴモナス(Sphingomonas)属およびブレブンジモナス(Brevundimonas)属に属する細菌、さらに宿主としてエシェリヒア(Esherichia)属またはロドコッカス(Rhodococcus)属に属する細菌を用い、これにEDDSアーゼをコードする遺伝子DNAを導入した形質転換体などを例として挙げることができる。
【0027】
具体的には、Pseudomonas sp.TN−131株(FERM BP−5418)、Paracoccus sp.TNO−5株(FERM BP−6547)、Sphingomonas sp.TN−28株(FERM BP−5419)、Brevundimonas sp.TN−30株(FERMBP−5417)および同TN−3株(FERM BP−5886)、さらに、宿主として大腸菌JM109株(Esherichia coli ATCC53323)、Rhodococcus rhodochrous ATCC17895株およびRhodococcus rhodochrous J−1株(FERM BP−1478)を用いた形質転換体を挙げることができる。
【0028】
上記微生物のうち、TN−131株、TNO−5株、TN−28株、TN−30株、TN−3株は、本発明者らにより自然界から新たに分離され、上記番号にて通産省工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託されている。これらの菌株の菌学的性質は以下に示す通りである。
【0029】
Figure 0003565727
Figure 0003565727
【0030】
Figure 0003565727
【0031】
Figure 0003565727
Figure 0003565727
【0032】
Figure 0003565727
Figure 0003565727
【0033】
上記菌学的性質を、Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology Vol.1(1984)および Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 9版(1994)により分類するとTN−131株はシュードモナス(Pseudomonas)属に、Bergey’s Manual ofSystematic Bacteriology Vol.1(1984)により分類するとTNO−5株はパラコッカス(Paracoccus)属に、Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 9版(1994)および Microbiol. Immunol.34,99(1990)により分類するとTN−28株はスフィンゴモナス(Sphingomonas)属に、また、Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 9版(1994)ならびにInt. J. Syst. Bacteriol. 44,499(1994)により分類するとTN−30株およびTN−3株はブレブンジモナス(Brevundimonas)属に属する細菌と同定される。尚、TN−3株はディミヌタ(diminuta)種であることが確認されている。
【0034】
大腸菌 JM109株(Esherichia coli ATCC53323)、Rhodococcus rhodochrous ATCC17895株は公知であり、アメリカンタイプカルチャーコレクション(ATCC)から容易に入手することができる。これらの菌株を宿主として、TN−3株のEDDSアーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子DNAを含むプラスミドpEDS020およびpSE001を導入した形質転換体が、E. coli JM109/pEDS020(FERM BP−6161;1997年11月10日に国際寄託に移管)およびRhodococcus rhodochrousATCC17895/pSE001(FERM BP−6548;1998年10月15日に国際寄託に移管)として、それぞれ通産省工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託されている。以下に、これら形質転換体の作製方法を示す。
【0035】
(1)TN−3株染色体DNAの調製
TN−3株を100mlのEDDS培地(0.2%エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸、0.2%グルコース、0.1%バクトイーストエキス、0.05%ポリペプトン、0.28%硫酸ナトリウム、0.1%硫酸マグネシウム・7HO、2.5%(v/v)の1Mりん酸緩衝液(pH7.0)、0.5%(v/v)金属塩混合物溶液(100ml中の組成;塩化マグネシウム・6HO8g,塩化カルシウム0.8g,硫酸マンガン・4HO 0.6g,塩化第二鉄・6HO0.12g,硫酸亜鉛0.06g))中、30℃にて4日間振とう培養した後集菌し、この菌体をSaline−EDTA溶液(0.1M EDTA、15M NaCl(pH8.0))4mlに懸濁しリゾチーム8mgを加えて37℃で1時間振とうした後凍結する。次に10mlのTris−SDS液(1%SDS、0.1MNaCl、0.1M Tris(pH9.0))を穏やかに振とうしながら加え、さらにプロテイナーゼK(メルク社製)(終濃度1mg)を加え37℃で1時間振とうする。次に等量のTE飽和フェノールを加え撹拌後(TE:10mM Tris、1mM EDTA(pH8.0))遠心し、上層を取り2倍量のエタノールを加えた後、ガラス棒でDNAを巻きとり、90%、80%、70%のエタノールで順次フェノールを取り除く。次にDNAを3mlのTE緩衝液に溶解させ、リボヌクレアーゼA溶液(100℃、15分間の熱処理済み)を10mg/mlになるように加え37℃で30分間振とうする。さらにプロテイナーゼKを加え37℃で30分間振とうした後、等量のTE飽和フェノールを加え遠心し上層と下層に分離する。上層についてこの操作を2回繰り返した後、同量のクロロフォルム(4%イソアミルアルコール含有)を加え同様の抽出操作を繰り返す(以後この操作をフェノール処理と呼ぶ)。その後上層に2倍量のエタノールを加えガラス棒でDNAを巻き取り回収し、染色体DNA標品を得る。
【0036】
(2)精製酵素の調製
TN−3株を2リットルのEDDS培地中、30℃にて4日間振とう培養した後集菌し、10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH8.0、1mMジチオスレイトール含有)100mlに懸濁し、超音波破砕機で菌体を破砕し、12,000rpmで20分間遠心分離する。得られた上澄に30%飽和となるように硫酸アンモニウムを添加し、4℃にて30分間静置後遠心分離する。得られた上澄に60%飽和となるように硫酸アンモニウムを添加し4℃にて30分間静置後遠心分離する。得られた沈殿を10mlの10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH8.0,1mMジチオスレイトール含有)に溶解し、部分精製酵素液とする。
【0037】
この部分精製酵素液をイオン交換クロマトグラフィーでさらに精製する。すなわち、1mMジチオスレイトールを含む10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH8.0)で緩衝化したDEAE−Sephacryl(ファルマシア社製)を充填したカラム(φ10mm × 20cm)に、部分精製酵素液を流し吸着させた。40mlの同緩衝液でカラムを洗浄した後、0〜0.6M KClの直線勾配で本酵素を溶出させ、2mlづつ分画する。EDDSアーゼ活性の認められた画分を集めて精製酵素液とする。この画分をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析したところ分子量約6万のほぼ均一な一本のバンドが検出される。
【0038】
(3)精製酵素のN末端アミノ酸配列および内部ペプチドのアミノ酸配列の分析(2)の工程で得られた精製酵素を直接、あるいは trypsinで消化後SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動でポリペプチドを分画し、PVDFメンブレン(ImmobilonPsq(ミリポア社製))にエレクトロブロッティングする。ブロッティングしたメンブレンをクマシーブリリアントブルーで染色し、染色されたバンドを切り取りアミノ酸配列の分析に供する。アミノ酸配列の分析は島津製作所社製 PSQ−1型アミノ酸分析装置により行う。結果を以下に示す。
【0039】
a)無処理酵素のN末端アミノ酸配列:(分子量約6万);
Xaa−Thr−Pro−His−Asn−Pro−Asp−Ala
(配列番号6;ここでXaaはMetまたは欠失を示す。)
b)trypsin 部分分解物:(分子量約5万);
Glu−Ile−Gly−Ser−Val−Gly−Lys−Met−Glu−Ile−Gly−Arg−Xaa−Ala−Asn−Asp−Leu−Arg−Asn−Arg
(配列番号7;ここでXaaは未同定アミノ酸残基を示す。)
【0040】
c)trypsin 部分分解物:(分子量約1万);
Ala−Ser−Gly−Ala−Lys−Ala−Pro−Glu−Phe−Gln−Glu−Leu−Tyr−Asp−Phe−Glu−Ala−Ala−Xaa−Leu−Xaa−Leu
(配列番号8;ここでXaaは未同定アミノ酸残基を示す。)
〔括弧内の分子量は分画したペプチドの分子量を示す。〕
【0041】
(4)プローブの調製
(3)の工程で得られたアミノ酸配列情報を基に配列番号4および5に示されるような合成DNAを作製してプライマー(プライマー#1、#2)とし、(1)の工程で得られたTN−3株の染色体DNAを鋳型としてポリメラーゼ連鎖反応を行う。
すなわち、TN−3株染色体DNA1μl、10倍濃度の反応緩衝液10μl、10mMdNTP4μl、プライマー#1、#2各々1μl(100pmol濃度相当)、ExTaq (宝酒造社製)1μlを加えて100μlとした。この溶液について、95℃、30秒間(変性ステップ)、55℃、30秒間(アニーリングステップ)、72℃、2分間(伸長ステップ)のインキュベーションを30サイクル行う。反応終了後、クロロフォルム抽出を3回行い、エタノール沈殿により増幅されたDNAを回収する。これを1.0%アガロース電気泳動で分離後、TN−3株のEDDSアーゼ遺伝子をコードすると考えられる約300bpのDNA断片を得る。こうして得られたDNA断片を DIG DNA Labeling kit (ベーリンガー・マンハイム社製)を用いて標識し、プローブとする。
【0042】
(5)DNAライブラリーの作製
TN−3株染色体DNA10μlに10倍濃度制限酵素反応用緩衝液5μl、滅菌水33μl、制限酵素 KpnI 2μlを加え、37℃にて16時間反応させた後エタノール沈殿によりDNAを回収する。アガロース電気泳動を行い、6.5Kbから5.5KbのDNA断片をゲルから切り出し DNA PREP(ダイヤトロン社製)を用いて回収する。このDNA断片をライゲーションキット(宝酒造社製)を用いて大腸菌ベクターpUC18のKpnI部位に挿入し、組換え体DNAライブラリーを作製する。
【0043】
ライゲーションに用いたpUC18断片は次のように作製する。pUC18保存液2μlに対し、10倍濃度制限酵素用緩衝液5μl、滅菌水40μl、制限酵素 KpnI 3μlを加え、37℃で2時間反応後、フェノール処理、エタノール沈殿させた後乾燥して50μlの滅菌水に溶解させる。さらにアルカリフォスファターゼ(宝酒造株式会社)1μl、10倍濃度緩衝液10μl、滅菌水39μlを加え65℃で反応後フェノール処理、エタノール沈殿を行い乾燥して滅菌水に溶解させる。
【0044】
(6)大腸菌形質転換体の作製および組換え体DNAの選別
大腸菌JM109株をLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、0.5%NaCl)1mlに接種し37℃、5時間好気的に前培養し、この培養物100mlをSOB培地(2%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、10mM NaCl、2.5mM KCl、1mM MgSO、1mM MgCl)40mlに加え、18℃で20時間培養する。この培養物を遠心分離により集菌した後、冷TF溶液(20mM PIPES−KOH(pH6.0)、200mM KCl、10mM CaCl、40mM MnCl)を13ml加え、0℃で10分間放置後、再度遠心する。上澄を除いた後、沈殿した大腸菌を冷TF溶液3.2mlに懸濁し、0.22mlのジメチルスルフォキシドを加え0℃で10分間放置する。こうして作製したコンピテントセル200μlに工程(5)で作製した組換え体プラスミドを含有する溶液(DNAライブラリー)を10μl加え、0℃で30分放置後、42℃で30秒間ヒートショックを与え0℃で2分間冷却後、SOC培地(20mMグルコース、2%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、10mM NaCl、2.5mM KCl、1mM MgSO、1mM MgCl)1mlを添加して37℃にて1時間振とう培養する。これを200μlずつアンピシリン100μg/ml含有のLB寒天培地にまき、37℃で培養する。寒天培地上に生育した形質転換体コロニーについてコロニーハイブリダイゼーション法にてEDDSアーゼ遺伝子を持つ形質転換体を選別する。すなわち、寒天培地上に生育した形質転換体をナイロンメンブレン(バイオダインA:日本ポール社製)上に移し、菌体を溶かしてDNAを固定した後、これを工程(4)で作製したプローブ(約300bp)で処理し、DIG Luminescent Detection Kit (ベーリンガー・マンハイム社製)を用い、目的の組換え体DNAを持つコロニーを選択する。
【0045】
(7)組換えプラスミドの調製
工程(6)で選択した形質転換体を100mlのLB培地にて37℃で一晩培養し、集菌後滅菌水により洗浄し、溶液I(2mMグルコース、10mM EDTA、25mM Tris−HCl(pH8.0))を5ml、リゾチームを25mg加え、0℃で30分間放置する。溶液II(1N NaOH、5%SDS)を10ml加え0℃で5分間放置し、溶液III(3M酢酸ナトリウム(pH4.8))を7.5ml加え0℃で30分間放置する。これを遠心し、その上澄に50mlのエタノールを加え、さらに遠心し上澄を取り除き5mlの溶液IV(10mM酢酸ナトリウム、50mM Tris−HCl(pH8.0))とリボヌクレアーゼA溶液(10mg/ml)2.5μl加え室温で20分間放置する。これに12mlのエタノールを加え、遠心によりプラスミドを回収、70%エタノールでリンスし、乾燥後0.4mlの滅菌水に溶解する。こうして得られた組換え体プラスミドをpEDS001と名付ける。
【0046】
(8)制限酵素地図の作製およびEDDSアーゼ遺伝子領域の特定
工程(7)で得られたプラスミドpEDS001を数種の制限酵素を用いて切断し制限酵素地図を作製する(図1)。さらに、通常行われるようにサブクローニングを行う。すなわち、pEDS001を制限酵素KpnIとBamHIとで切断し、pUC18を同制限酵素で切断したものとライゲーションし、大腸菌JM109株を形質転換することにより、約3.9Kbの断片が挿入されたプラスミド(pEDS002)(図2)と約2.6Kbの断片が挿入されたプラスミド(pEDS003)(図3)を得る。各々のプラスミドについて制限酵素BamHI、EcoRI、SacI、SalIなどで切断後、アガロース電気泳動を行い、サザンハイブリダイゼーション法によりプローブがハイブリダイズする断片を特定する。
【0047】
(9)塩基配列の決定
工程(8)で特定された領域周辺の塩基配列をファルマシア社蛍光シーケンサALFIIを用いて決定する。その結果、配列番号1に示される塩基配列が得られ、配列番号2に示されるアミノ酸配列を持つオープンリーディングフレームが見いだされる。アミノ酸配列データーベース NBRF(National Biomedical Research Foundation)との比較の結果本遺伝子は、delta−crystallinあるいは argininosuccinate lyaseと20〜30%のホモロジーを有しており、両酵素にはともにフマル酸とアミン(アミノ酸)の縮合あるいは分解反応を触媒する活性が知られている。また、このオープンリーディングフレームの塩基配列を配列番号3に示す。
【0048】
(10)プラスミド pEDS020と大腸菌形質転換体の作製、および形質転換体のEDDSアーゼ活性
工程(8)で得られたEDDSアーゼ遺伝子を有する組換え体プラスミドpEDS0032μlに対し、10倍濃度制限酵素用緩衝液2μl、滅菌水15μl、制限酵素KpnI1μlを添加し、37℃にて2時間反応させる。エタノール沈殿によりプラスミドを回収し、乾燥後17μlの滅菌水、2μlの10倍濃度制限酵素緩衝液、制限酵素BamHI1μlを添加して37℃にて2時間反応させる。この反応液からアガロース電気泳動により約2.6Kbの断片を調製し、大腸菌ベクターpUC119に挿入する。作製したライゲーション溶液を用いて大腸菌JM109を形質転換して目的のプラスミドを得る。ここで作製したプラスミドをpEDS020(図4)と、また形質転換体をJM109/pEDS020と名付ける。
【0049】
JM109/pEDS020をアンピシリン50mg/l含有するLB培地1mlに接種して37℃にて8時間振とう培養後、全量を40mlのLB培地(50mg/lアンピシリン、1mM isopropyl−β−thiogalactosideを含有)に接種し37℃、30時間培養した。得られた培養物を10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH8.0)で洗浄後、2mlの同緩衝液に懸濁する。得られた菌体懸濁液の一部を342mMフマル酸と171mMエチレンジアミンを含むpH8.0の水溶液50mlに懸濁し24時間反応させる。反応液から菌体を遠心分離により除いた後、HPLCを用いて生成したエチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸を分析する(WAKOSIL 5C8(和光純薬社製)〔溶出液;10mM水酸化テトラ−n−ブチルアンモニウムと0.4mMCuSOを含む50mMリン酸、pH2〕)。その結果、50mMのS,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸が生成していた。
【0050】
(11)プラスミドpSE001の作製
工程(10)で作製したプラスミドpEDS020、2μlに対し、10倍濃度制限酵素用緩衝液2μl、滅菌水15μl、制限酵素XhoI 1μlを添加し、37℃にて2時間反応させる。エタノール沈殿によりプラスミドを回収し、乾燥後15μlの滅菌水、2μlの10倍濃度klenow fragment用緩衝液、2μlの10mM dNTP溶液、1μlの klenow fragmentを添加して37℃にて2時間反応させる。エタノール沈殿によりDNA断片を回収し、乾燥後8μlの滅菌水、1μlのXbaIリンカー溶液、16μlの Ligation kit (宝酒造社製)溶液Aおよび4μlの溶液Bを添加して16℃にて4時間反応させた後 JM109に形質転換させる。得られた形質転換体よりプラスミドを調製して、pEDS020のXhoI部位がXbaI部位に変換されたプラスミドを得る。得られたプラスミド2μlに対し、10倍濃度制限酵素用緩衝液2μl、滅菌水15μl、制限酵素EcoRV1μlを添加し、37℃にて2時間反応させる。エタノール沈殿によりDNA断片を回収し、乾燥後8μlの滅菌水、1μlの Sse8387Iリンカー溶液、16μlのLigation kit (宝酒造社製)溶液Aおよび4μlの溶液Bを添加して16℃にて4時間反応させた後JM109に形質転換させる。得られた形質転換体よりプラスミドを調製し、EcoRV部位がSse8387I部位に変換されたプラスミド(pEDS027)を得る。得られたプラスミド2μlに対し、10倍濃度制限酵素用緩衝液2μl、滅菌水14μl、制限酵素XbaI1μlおよびSse8387I 1μlを添加し、37℃にて2時間反応させる。その後、0.7%アガロース電気泳動で分離し1.7Kbのバンドを回収しロドコッカス細菌用の強力なプロモーター活性を有するプラスミドpSJ034のXbaI−Sse8387I部位に挿入し、組換え体プラスミドpSE001を作製する(図5)。pSJ034はプラスミドpSJ023(特願平9−65618号明細書参照)より図6に示した工程により作製する。pSJ023は形質転換体 Rhodococcus rhodochrous ATCC12674/pSJ023(FERM BP−6232;1998年1月21日に国際寄託に移管)として工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託されている。
【0051】
(12)Rhodococcus属細菌の形質転換および形質転換体のEDDSアーゼ活性
Rhodococcus rhodochrous ATCC17895株の対数増殖期の細胞を遠心分離器により集菌し、氷冷した滅菌水にて3回洗浄し、滅菌水に懸濁する。プラスミドpSE001 1μlと菌体懸濁液10μlを混合し、氷冷する。キュベットにDNAと菌体の懸濁液を入れ、遺伝子導入装置Gene Pulser(BIO RAD)により2.0KV、200OHMSで電気パルス処理を行う。電気パルス処理液を氷冷下、10分間静置し、37℃で10分間ヒートショックを行い、MYK培地(0.5%ポリペプトン、0.3%バクトイーストエキス、0.3%バクトモルトエキス、0.2%KHPO、0.2%KHPO)500mlを加え、30℃、5時間静置した後、50mg/lカナマイシン含有MYK寒天培地に塗布し、30℃、3日間培養する。得られた形質転換体をATCC17895/pSE001と名づける。
【0052】
こうして作製した形質転換体をMYK培地(50mg/lカナマイシン含有)10mlに接種し、30℃で72時間振とう培養する。このうち1mlを培地100ml(1.5%グルコース、1%グルタミン酸ナトリウム、0.1%バクトイーストエキス、0.05%KHPO、0.05%KHPO、0.05%硫酸マグネシウム、pH7.2、50mg/lカナマイシン含有)に接種し、30℃で60時間培養する。次に、得られた菌体を用い、工程(10)記載の方法にて反応、分析を行ったところ、36mMのS,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸が生成していた。
【0053】
式[1]で示される光学活性アミノポリカルボン酸を製造するための反応は、水または緩衝剤溶液(例えばりん酸緩衝液、炭酸緩衝液またはほう酸緩衝液)中で、上述した本発明の微生物株またはその処理物(即ち、菌体破砕物、菌体抽出液、菌体から抽出された粗酵素または精製酵素、固定化した菌体または酵素、安定化剤等の薬剤で処理された菌体または酵素から選択される)を、フマル酸と式[2]で示されるアミノ基含有化合物との混合物と接触させることによって行われる。
【0054】
一般に、この反応は、0〜50℃、好ましくは5〜35℃の温度、および5〜11、好ましくは6〜10のpHで行うことができる。フマル酸および式[2]で示されるアミノ基含有化合物の濃度は使用する反応温度やpHに応じて変化し得るが、それらの濃度は各々0.1%〜飽和濃度の範囲であり得る。また、使用する微生物またはその処理物の量は、通常、基質の量に基づいて0.01〜5.0%である。反応は回分式または連続式のいずれかで行うことができる。
【0055】
反応の完結時に反応混合物から生成アミノポリカルボン酸を単離するために、微生物の除去、濃縮、クロマトグラフィー(例えばHPLC)、結晶化などの公知の技術を使用することができる。
アミノポリカルボン酸の製造の具体的手順に関しては、特開平9−140390号公報または対応の米国特許第5707836号明細書に記載される手順と同様の仕方で行うことができる。これらの特許公開公報、米国特許の内容は本明細書に参考として含めるものとする。
【0056】
【実施例】
次に、本発明を以下の実施例により具体的に説明する。
<実施例1>
(1)培養
Pseudomonas sp. TN−131株、Paracoccussp.TNO−5株、Sphingomonas sp.TN−28株、Brevundimonas sp. TN−30株および同TN−3株を斜面培地から1白金耳取り、下記の培地に接種し、30℃、4日間好気的に振とう培養した。
【0057】
培地組成(pH7.5,100ml):
エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸 0.2g
グルコース 0.2g
酵母エキス 0.1g
ポリペプトン 0.05g
硫酸マグネシウム・7HO 0.1g
硫酸ナトリウム 0.28g
燐酸緩衝液 25mM
金属塩混合物溶液* 0.5ml
[*金属塩混合物溶液(100ml): 塩化マグネシウム・6HO 8g,塩化カルシウム 0.8g,硫酸マンガン・4HO 0.6g,塩化第二鉄・6HO 0.12g,硫酸亜鉛 0.06g]
【0058】
(2)フマラーゼ活性除去処理
菌体培養液を遠心管に取り10,000rpm、5℃、15分間の遠心分離にて集菌した後、50mMほう酸緩衝液(pH9.2)で2回洗浄し、同緩衝液で5mg乾燥菌体/mlに希釈し、45℃、6時間、水浴中で処理を行った。なお、2時間経過後にサンプリングを行った。
【0059】
(3)EDDSアーゼおよびフマラーゼの活性測定
上記フマラーゼ除去処理を施した菌体は、EDDSアーゼおよびフマラーゼの活性測定を行い、未処理菌体の活性を100%として残存活性を求めた。
EDDSアーゼの活性測定は684mMフマル酸、342mMエチレンジアミン、342mM水酸化マグネシウムを含み、6N NaOHでpH8.5に調整した反応液を用い、処理液の1/10の菌体濃度にて30℃、一昼夜反応させ、生成する(S,S)−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸(S,S−EDDSという)を下記操作にて定量した。
【0060】
フマラーゼの活性測定は68.4mM L−リンゴ酸ナトリウム、50mMほう酸緩衝液を含み、6N NaOHでpH8.5に調整した反応液を用い、処理液の1/10の菌体濃度にて30℃、一昼夜反応させ、生成するフマル酸を下記操作にて定量した。
【0061】
反応生成物の定量:
S,S−EDDS、フマル酸およびL−リンゴ酸の分析は、反応液中の不溶物を15,000rpm、5℃、5分間の遠心分離にて除去した後、液体クロマトグラフィーにて行った。定量用カラムとしては WAKOSIL 5C8(和光純薬)〔溶出液;10mM 水酸化テトラ−n−ブチルアンモニウムと0.4mM CuSOを含む50mMリン酸、pH2〕を、また光学分割カラムとしてMCI GEL CRS 10W(三菱化学社製)〔溶出液:10mM CuSO〕を使用した。
(4)結果
【0062】
【表1】
Figure 0003565727
【0063】
<実施例2>
(1)形質転換体の培養
Esherichia coli JM109/pEDS020
斜面培地から1白金耳とり、50mg/lアンピシリンを含有するLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、0.5%NaCl)に接種して37℃にて8時間振とう培養した。これを、LB培地(50mg/lアンピシリン、1mM isopropyl−b−galactosideを含有)に、2.5%量接種し、37℃、30時間、好気的に振とう培養した。
【0064】
Rhodococcus rhodochrous ATCC17895/pSE001
斜面培地から1白金耳とり、50mg/lカナマイシンを含有するMYK培地(0.5%ポリペプトン、0.3%バクトイーストエキス、0.3%バクトモルトエキス、0.2%KHPO、0.2%KHPO)に接種し、30℃、72時間、振とう培養した。これを、GGY培地(1.5%グルコース、1%グルタミン酸ナトリウム、0.1%バクトイーストエキス、0.05%KHPO、0.05%KHPO、0.05%硫酸マグネシウム、50mg/lカナマイシン、pH7.2)に1%量接種し、30℃で60時間、好気的に振とう培養した。
【0065】
(2)フマラーゼ活性除去処理
実施例1と同様。
(3)EDDSアーゼおよびフマラーゼの活性測定
実施例1と同様。
(4)結果
【0066】
【表2】
Figure 0003565727
【0067】
<実施例3>
(1)形質転換体の培養
Esherichia coli JM109/pEDS020を実施例2と同様に培養した。
(2)グルタルアルデヒド処理およびフマラーゼ活性除去処理
菌体培養液を遠心管に取り10,000rpm、5℃、15分間の遠心分離にて集菌した後、50mMほう酸緩衝液(pH9.2)で2回洗浄した。この菌体を、最終濃度1mMのグルタルアルデヒドを含む同緩衝液中で、最終濃度5mg乾燥菌体/mlにて、4℃、2時間処理した後、100mMほう酸緩衝液(pH9.2)で2回洗浄し、同緩衝液で5mg乾燥菌体/mlに希釈した。このグルタルアルデヒド処理菌体と、同濃度に希釈した未処理菌体に対して、45℃、6時間、水浴中でフマラーゼ活性除去処理を行った。
(3)EDDSアーゼおよびフマラーゼの活性測定
実施例1と同様。
(4)結果
【0068】
【表3】
Figure 0003565727
【0069】
<実施例4>
(1)形質転換体の培養
実施例3と同様。
(2)フマラーゼ活性除去処理
菌体培養液を遠心管に取り10,000rpm、5℃、15分間の遠心分離にて集菌した後、6N NaOHまたは5N硫酸にて表4に記載のpHに調整した50mMほう酸緩衝液で2回洗浄し、各々の緩衝液で5mg乾燥菌体/mlに希釈し、45℃、2時間、水浴中で処理を行った。
(3)EDDSアーゼおよびフマラーゼの活性測定
実施例1と同様。
(4)結果
【0070】
【表4】
Figure 0003565727
【0071】
<実施例5>
(1)形質転換体の培養
実施例3と同様。
(2)フマラーゼ活性除去処理
菌体培養液を遠心管に取り10,000rpm、5℃、15分間の遠心分離にて集菌した後、表5に記載の塩溶液(各々、6N NaOHまたは5N硫酸にてpHを9.2に調整した)で2回洗浄し、各々の塩溶液で5mg乾燥菌体/mlに希釈し、45℃、2時間、水浴中で処理を行った。
(3)EDDSアーゼおよびフマラーゼの活性測定
実施例1と同様。
(4)結果
【0072】
【表5】
Figure 0003565727
【0073】
<実施例6>
(1)形質転換体の培養
実施例3と同様。
(2)フマラーゼ活性除去処理
菌体培養液を遠心管に取り10,000rpm、5℃、15分間の遠心分離にて集菌した後、100mMほう酸緩衝液(pH9.2)で2回洗浄し、同緩衝液で5mg乾燥菌体/mlに希釈し、表6記載の温度、時間にて水浴中で処理を行った。
(3)EDDSアーゼおよびフマラーゼの活性測定
実施例1と同様。
(4)結果
【0074】
【表6】
Figure 0003565727
【0075】
<実施例7>
(1)形質転換体の培養
実施例3と同様。
、2)フマラーゼ活性除去処理
菌体培養液を遠心管に取り10,000rpm、5℃、15分間の遠心分離にて集菌した後、100mMほう酸緩衝液(pH9.2)で2回洗浄し、同緩衝液液で5mg乾燥菌体/mlに希釈し、45℃、4時間、水浴中で処理を行った。
(3)反応
反応液は1232mMフマル酸、616mMエチレンジアミン、924mMの水酸化マグネシウム、20mg乾燥菌体/mlの上記処理菌体または同濃度の未処理菌体を含み、6N水酸化ナトリウムによってpH8.5に調整したものを用い、30℃、20日間反応させた。また、6N水酸化ナトリウムによりpHを8.5に保った。
反応液中のS,S−EDDS、L−リンゴ酸の定量は実施例1記載の方法で行った。
(4)結果
【0076】
【表7】
Figure 0003565727
【0077】
【発明の効果】
本発明により、EDDSアーゼ活性とフマラーゼ活性を含む微生物についてEDDSアーゼ活性を低下させずにフマラーゼ活性のみをを選択的に除去することができ、フマル酸損失の少ない光学活性アミノポリカルボン酸製造用微生物触媒を提供し得る。
さらに、アルカリ処理された該微生物またはその処理物は、たとえ該処理によりEDDSアーゼ活性が部分的に損失していたとしても、相対的にフマラーゼ活性除去割合が大きければ、フマル酸損失の少ない光学活性アミノポリカルボン酸製造用触媒となり得るため、本発明の効果を得ることができる。
【0078】
【配列表】
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727

【図面の簡単な説明】
【図1】この図は、プラスミドpEDS001の制限酵素地図である。
【図2】この図は、プラスミドpEDS002の制限酵素地図である。このプラスミドは、プラスミドpEDS001を制限酵素KpnI、BamHIで切断して得た約3.9kbの断片をpUC18に挿入したものである。
【図3】この図は、プラスミドpEDS003の制限酵素地図である。このプラスミドは、プラスミドpEDS001を制限酵素KpnI、BamHIで切断して得た約2.6kbの断片をpUC18に挿入したものである。
【図4】この図は、プラスミドpEDS020の制限酵素地図である。このプラスミドは、プラスミドpEDS003を制限酵素KpnI、BamHIで切断して得た約2.6kbの断片をpUC119に挿入したものである。
【図5】この図は、プラスミドpSE001の構築図である。
【図6】この図は、プラスミドpSJ034の構築図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a method for removing fumarase activity of a microorganism having ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid ethylenediamine lyase activity, a microorganism having reduced fumarase activity or a processed product thereof, and a fumarase activity obtained by the method. The present invention relates to a method for producing an optically active aminopolycarboxylic acid from fumaric acid and a compound having an amino group in the presence of a reduced microorganism or a processed product thereof.
[0002]
[Prior art]
Ethylenediamine-N, N'-disuccinic ethylenediamine lyase is used as a catalyst when producing optically active aminopolycarboxylic acid from fumaric acid and a compound having an amino group, and the obtained optically active aminopolycarboxylic acid is a metal such as heavy metal. Since it has a unique property of capturing ions and is susceptible to biodegradation, it is expected to be used as a chelating agent, a detergent builder or a photographic bleach.
[0003]
The present inventors have previously found a novel lyase activity of a microorganism that converts fumaric acid and ethylenediamine to S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid (hereinafter, this lyase is referred to as ethylenediamine-N, N '). -Ethylenediamine succinate lyase, abbreviated as EDDSase), and a method for efficiently producing an optically active aminopolycarboxylic acid from fumaric acid and various amines utilizing the present catalytic action has been proposed [Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1997]. No. 140390, U.S. Pat. No. 5,707,836]. However, these EDDSase-bearing microorganisms combine fumarases that are widely present in the living world and hydrate a substantial portion of the common substrate, fumaric acid, into malic acid. It is difficult to obtain the desired optically active aminopolycarboxylic acid at a high yield.
[0004]
As a method for removing fumarase activity, a method of treating a microorganism having aspartase activity with an acid (see Japanese Patent Publication No. 3-55103), and a method of removing a microorganism belonging to the genus Brevibacterium having the same aspartase activity, Is known under the alkaline conditions in the presence of L-aspartic acid and ammonium ions (see Japanese Patent Publication No. 4-80678).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, it was experimentally confirmed that the former method cannot be used for the microorganism of the present invention because the activity loss of EDDSase is larger than that of fumarase. In addition, the latter method is advantageous for the reaction for producing L-aspartic acid which can be subjected to the reaction together with the treatment liquid containing a large amount of L-aspartic acid, but the operability and economical efficiency for other reactions. There was difficulty in terms of.
[0006]
The EDDSase of the present invention is a novel enzyme different from the above-mentioned aspartase, and therefore it was completely unknown how to selectively remove only fumarase activity without losing EDDSase activity.
Therefore, an object of the present invention is to selectively remove only fumarase activity from a microorganism having EDDSase activity and fumarase activity without losing EDDSase activity.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the inventors have found that a microorganism having EDDSase activity or a processed product thereof is impaired by treating the microorganism with an EDDSase activity in an alkaline aqueous solution in the presence of salts. The present inventors have found a method for selectively removing fumarase activity without using the same, and have reached the present invention. That is, in the first aspect, the present invention provides a method for producing a microorganism having ethylenediamine-N, N'-ethylenediamine succinate ethylenediamine lyase activity or a treated product thereof in the presence of salts having a concentration of 5 to 1000 mM and a pH of 8.0 to 10.5. And a method for removing fumarase activity of the microorganism or a processed product thereof, characterized in that the microorganism is treated with an alkaline aqueous solution.
Here, the salts are selected from the group consisting of sodium, potassium, ammonia and salts of amines of boric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, oxalic acid, fumaric acid, maleic acid and ethylenediamine-N, N′-disuccinic acid. Can be selected.
[0008]
The microorganism or a processed product thereof is a bacterium consisting of the genus Pseudomonas, the genus Paracoccus, the genus Sphingomonas and the genus Brevundimononas; the genus Escherichia or the genus Rhodococus belonging to the genus Escherichia (Rhodococcus). A transformant in which a gene encoding EDDSase has been introduced into a bacterial host; and a product obtained by treating the bacterium or the transformant. Specifically, they are selected from Pseudomonas sp. TN-131 strain (FERM BP-5418), Paracoccus sp. TNO-5 strain (FERM BP-6546), Sphingomonas sp. TN-28 strain (FERM BP-5419), Brevundimonasp. TN-30 strain (FERM BP-5417) and Brevundimonas sp. TN-3 strain (FERM BP-5886); Escherichia coli JM109 strain (ATCC53323), Rhodococcus rhodochrous ATCC17895 strain and Rodococcus rhodochrous J-1 strain (FERM BP-1478) which transformed the EDDS gene into a host. Selected from the group consisting of a treated product of the bacterium or the transformant.
[0009]
As used herein, the term "processed product" refers to a product obtained by treating a crushed cell, a cell extract, a crude enzyme or a purified enzyme extracted from the cell, an immobilized cell or enzyme, a stabilizing agent, or the like. Cells or enzymes. The present invention also provides, in the second aspect, a microorganism having EDDSase activity or a processed product thereof, characterized in that fumarase activity is reduced. Such a microorganism or a processed product thereof also includes a microorganism obtained by the method of the present invention or a processed product thereof.
[0010]
As used herein, the term "reduced" with respect to the fumarase activity means that the fumarase activity is reduced as compared to the original microorganism or the processed product, or that the fumarase activity is substantially not contained. The present invention further provides, in a third aspect, the use of the above microorganism or a processed product thereof, which has reduced fumarase activity, in the production of an optically active aminopolycarboxylic acid from fumaric acid and a compound having an amino group.
Specifically, the present invention relates to the following general formula [1]
[0011]
Embedded image
Figure 0003565727
[0012]
A method for producing an optically active aminopolycarboxylic acid represented by the formula: wherein fumaric acid and a general formula [2]
[0013]
Embedded image
Figure 0003565727
[0014]
And isolating the optically active aminopolycarboxylic acid from the resulting reaction mixture, wherein in the above formulas [1] and [2] , R1And R2May be the same or different, and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, provided that R1And R2Are not both hydrogen atoms and the substituents are selected from the group consisting of amino groups, cyano groups, nitro groups, halogens, hydroxyl groups, carboxyl groups and ether groups;3And R4Is R1And R2Is the same as R1And R2Represents a group having a structure in which at least one of the amino groups of the formula (1) is bonded via its nitrogen atom to the carbon atom of the ethylene group of succinic acid.
[0015]
Here, the compound having an amino group is, for example, ethylenediamine, 1,3-propanediamine, 2-methyl-1,3-propanediamine, 2-hydroxy-1,3-propanediamine, 1,4-butanediamine, C2-C6 alkane- or cycloalkane-diamines such as 1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,2-cyclohexanediamine, 1,3-cyclohexanediamine, and 1,4-cyclohexanediamine Phenylenediamines such as 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine; and glycine, 3-aminopropionic acid, 2-aminopropionic acid, iminodiacetic acid, 3,3′- Selected from the group consisting of monoamines such as iminodipropionic acid and glutamic acid That.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As described above, the present invention aims to suppress side reactions in the production of an optically active aminopolycarboxylic acid, and to obtain a microbial catalyst from which fumarase activity has been selectively removed while maintaining EDDSase activity by the treatment. The purpose is to: Therefore, the effects of the present invention can be obtained as long as fumaric acid is used as a raw material and the catalyst is applied to the production of an optically active aminopolycarboxylic acid.
Examples of these applications include a case where an optically active aminopolycarboxylic acid represented by the following general formula [1] is produced from a mixture of a compound having an amino group represented by the following general formula [2] and fumaric acid. Can be mentioned:
[0017]
Embedded image
Figure 0003565727
[0018]
Embedded image
Figure 0003565727
[0019]
Where R1And R2May be the same or different, and each represents a hydrogen atom (provided that R1And R2Are not hydrogen atoms), a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, R3And R4Is R1And R2Same as or R1And R2Represents a group having a structure in which at least one of the amino groups is bonded to the carbon atom of the ethylene group of succinic acid via its nitrogen atom, and the substituent is an amino group, a cyano group, a nitro group, a halogen, a hydroxyl group, Carboxyl group, ether group and the like.
[0020]
Examples of the compound having an amino group represented by the general formula [2] include ethylenediamine, 1,3-propanediamine, 2-methyl-1,3-propanediamine, 2-hydroxy-1,3-propanediamine, Alkanes having 2 to 6 carbon atoms, such as 1,4-butanediamine, 1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,2-cyclohexanediamine, 1,3-cyclohexanediamine, and 1,4-cyclohexanediamine Or phenylenediamines such as cycloalkane-diamines, 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine, and glycine, 3-aminopropionic acid, 2-aminopropionic acid, iminodiacetic acid And monoamines such as 3,3'-iminodipropionic acid and glutamic acid Etc. can be mentioned, ethylene diamine is typical.
[0021]
Representative examples of the optically active aminopolycarboxylic acid represented by the general formula [1] obtained in the present invention include (S, S) -form ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid, 1,3 -Propanediamine-N, N'-disuccinic acid, 2-methyl-1,3-propanediamine-N, N'-disuccinic acid, 2-hydroxy-1,3-propanediamine-N, N'-disuccinic acid, 1,4-butanediamine-N, N'-disuccinic acid, 1,5-pentanediamine-N, N'-disuccinic acid, 1,6-hexanediamine-N, N'-disuccinic acid, 1,2-cyclohexane Diamine-N, N'-disuccinic acid, 1,3-cyclohexanediamine-N, N'-disuccinic acid, 1,4-cyclohexanediamine-N, N'-disuccinic acid, 1,2-phenylenediaminedisuccinic acid Alkanediamine-N, N'-disuccinic acid, such as 1,3-phenylenediaminedisuccinic acid and 1,4-phenylenediaminedisuccinic acid, cycloalkanediamine-N, N'-disuccinic acid or phenylenediamine-N, N '-Disuccinic acid; and (S) -form aspartic acid-N-monoacetic acid, aspartic acid-N-monopropionic acid, aspartic acid-N-2-propionic acid, aspartic acid-N, N-diacid Examples thereof include acetic acid, aspartic acid-N, N-dipropionic acid, and aspartic acid-N-2-glutaric acid, and (S, S) -ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid is typical.
[0022]
The microorganisms to be subjected to the fumarase activity removal treatment of the present invention are as described below. The fumarase activity removal treatment is carried out by treating cells obtained by culturing or their treated products (crushed cells, cell extract, extracted crude / purified enzymes, immobilized cells or enzymes, drug treatment (stabilization treatment, etc.) ) Cells or enzymes). In addition, after the cultivation, it can be performed directly on the cells in the culture solution. Further, another treatment may be added after the fumarase activity removal treatment.
[0023]
The removal treatment of the fumarase activity can be performed by immersing the above-mentioned microbial cells and the like in an aqueous alkaline solution in the presence of salts. The aqueous alkaline solution may be an organic solvent freely miscible with water, such as methanol or ethanol, or a mixture of other organic solvents in a range that is miscible with water.
The salts are not particularly limited, as long as they can be dissolved in the aqueous alkali solution of the present invention. For example, boric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, oxalic acid, fumaric acid, maleic acid, salts of sodium, potassium, ammonia, amines and the like such as ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid, and amines Preferred are monoamines such as alkanediamine having 2 to 6 carbon atoms such as ethylenediamine, propanediamine, butanediamine, and hexanediamine, and triethanolamine.
[0024]
The salt concentration ranges from 5 to 1000 mM, preferably from 10 to 500 mM. If the amount is less than 5 mM, the effect is not sufficient, and if the amount exceeds 1000 mM, the effect reaches a plateau.
The pH of the alkaline aqueous solution is in the range of 8 to 10.5, preferably 8.5 to 10, and more preferably 9 to 9.5, and is adjusted to a predetermined pH by changing the ratio of the acid and the base. Can be. Above all, the use of boric acid, phosphoric acid or Good's buffer is preferred in terms of both adjustment of salt concentration and pH.
[0025]
The processing temperature is usually in the range of freezing temperature to 55 ° C. The processing time varies depending on various conditions, but is about 1 minute to about 1 month. By setting the processing temperature to a higher temperature, the processing time can be shortened. Further, although the treatment time is extended, it is possible to remove the fumarase activity during refrigerated storage under the above conditions.
These processing operations can be performed in either a batch or continuous manner.
[0026]
The microorganism of the present invention includes any microorganisms having EDDSase and fumarase activities. For example, bacteria belonging to the genus Pseudomonas, the genus Paracoccus, the genus Sphingomonas and the genus Brevundimonas, and the host belonging to the genus Escherichia or the genus Rhodococcus belonging to the genus Escherichia or Rhodococcus to the host. A transformant into which gene DNA encoding EDDSase has been introduced can be mentioned as an example.
[0027]
Specifically, Pseudomonas sp. TN-131 strain (FERM BP-5418), Paracoccus sp. TNO-5 strain (FERM BP-6546), Sphingomonas sp. TN-28 strain (FERM BP-5419), Brevundimonas sp. TN-30 strain (FERMBP-5417) and TN-3 strain (FERM BP-5886), and Escherichia coli JM109 strain (Escherichia coli ATCC53323), Rhodococcus rhodochrous ATCC17895 and RhodococroscoscusFrochuscoscusFroccocrostroscoscusFroccocrostroscus strains. 1478).
[0028]
Among the above microorganisms, TN-131 strain, TNO-5 strain, TN-28 strain, TN-30 strain, and TN-3 strain were newly isolated from nature by the present inventors, and were identified by Deposited at the Institute of Biotechnology and Industrial Technology. The bacteriological properties of these strains are as follows.
[0029]
Figure 0003565727
Figure 0003565727
[0030]
Figure 0003565727
[0031]
Figure 0003565727
Figure 0003565727
[0032]
Figure 0003565727
Figure 0003565727
[0033]
The above mycological properties are described in Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol. 1 (1984) and Bergey's Manual of Deterministic Bacteriology, 9th edition (1994), strain TN-131 belongs to the genus Pseudomonas, and Bergey's Manual of Systematic Medicine. 1 (1984), the TNO-5 strain belongs to the genus Paracoccus and is classified as Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, 9th edition (1994) and Microbiol. Immunol.34TN-28 strain belongs to the genus Sphingomonas, Bergey's Manual of Determinative Bacteriology 9th edition (1994) and Int. J. Syst. Bacteriol.44,When classified according to 499 (1994), the TN-30 strain and the TN-3 strain are identified as bacteria belonging to the genus Brevundimonas. In addition, it has been confirmed that the TN-3 strain is a diminuta strain.
[0034]
Escherichia coli strain JM109 (Escherichia coli ATCC 53323) and Rhodococcus rhodochrous ATCC 17895 are known and can be easily obtained from the American Type Culture Collection (ATCC). Using these strains as a host, transformants into which plasmids pEDS020 and pSE001 containing gene DNA encoding a protein having EDDSase activity of the TN-3 strain were introduced were used. E. coli JM109 / pEDS020 (FERM BP-6161; transferred to an international deposit on November 10, 1997) and Rhodococcus rhodochrous ATCC 17895 / pSE001 (FERM BP-6548; transferred to an international deposit on October 15, 1998), respectively. Deposited at the Institute of Biotechnology and Industrial Technology, Institute of Technology. Hereinafter, a method for producing these transformants will be described.
[0035]
(1) Preparation of TN-3 strain chromosomal DNA
The TN-3 strain was placed in a 100 ml EDDS medium (0.2% ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid, 0.2% glucose, 0.1% bacto yeast extract, 0.05% polypeptone, 0.28% sodium sulfate). , 0.1% magnesium sulfate 7H2O, 2.5% (v / v) 1 M phosphate buffer (pH 7.0), 0.5% (v / v) metal salt mixture solution (composition in 100 ml; magnesium chloride 6H2O8g, calcium chloride 0.8g, manganese sulfate-4H2O 0.6g, ferric chloride ・ 6H2O.12g, zinc sulfate 0.06g)), shake-cultured at 30 ° C for 4 days, and then collected, and the cells were collected in a Saline-EDTA solution (0.1 M EDTA, 15 M NaCl (pH 8.0)). Suspend in 4 ml, add 8 mg of lysozyme, shake at 37 ° C. for 1 hour, and freeze. Next, 10 ml of a Tris-SDS solution (1% SDS, 0.1 M NaCl, 0.1 M Tris (pH 9.0)) was added with gentle shaking, and proteinase K (manufactured by Merck) (final concentration: 1 mg) was further added. Add and shake for 1 hour at 37 ° C. Next, an equal amount of TE-saturated phenol was added, and the mixture was stirred (TE: 10 mM Tris, 1 mM EDTA (pH 8.0)), centrifuged, the upper layer was added, and twice the amount of ethanol was added. Phenol is removed sequentially with 90%, 80% and 70% ethanol. Next, the DNA is dissolved in 3 ml of TE buffer, a ribonuclease A solution (heat treated at 100 ° C. for 15 minutes) is added to a concentration of 10 mg / ml, and shaken at 37 ° C. for 30 minutes. Further, proteinase K is added, and the mixture is shaken at 37 ° C. for 30 minutes. Then, an equal amount of TE-saturated phenol is added, and the mixture is centrifuged to separate the upper and lower layers. After repeating this operation twice for the upper layer, the same amount of chloroform (containing 4% isoamyl alcohol) is added and the same extraction operation is repeated (hereinafter, this operation is referred to as phenol treatment). Then, double the amount of ethanol is added to the upper layer, and the DNA is wound up and collected with a glass rod to obtain a chromosomal DNA sample.
[0036]
(2) Preparation of purified enzyme
The TN-3 strain was cultured in 2 liters of EDDS medium with shaking at 30 ° C. for 4 days, and then collected, suspended in 100 ml of 10 mM sodium phosphate buffer (pH 8.0, containing 1 mM dithiothreitol), and suspended. The cells are disrupted by a sonicator and centrifuged at 12,000 rpm for 20 minutes. Ammonium sulfate is added to the obtained supernatant so as to be 30% saturated, left at 4 ° C. for 30 minutes, and then centrifuged. Ammonium sulfate is added to the obtained supernatant so as to be 60% saturated, left at 4 ° C. for 30 minutes, and then centrifuged. The obtained precipitate is dissolved in 10 ml of 10 mM sodium phosphate buffer (pH 8.0, containing 1 mM dithiothreitol) to obtain a partially purified enzyme solution.
[0037]
This partially purified enzyme solution is further purified by ion exchange chromatography. That is, the partially purified enzyme solution was allowed to flow through a column (φ10 mm × 20 cm) packed with DEAE-Sephacryl (manufactured by Pharmacia) buffered with 10 mM sodium phosphate buffer (pH 8.0) containing 1 mM dithiothreitol to be adsorbed. Was. After washing the column with 40 ml of the same buffer, the enzyme is eluted with a linear gradient of 0 to 0.6 M KCl, and fractionated in 2 ml portions. The fractions in which EDDSase activity is observed are collected and used as a purified enzyme solution. When this fraction was analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, a substantially uniform single band having a molecular weight of about 60,000 was detected.
[0038]
(3) Analysis of N-terminal amino acid sequence of purified enzyme and amino acid sequence of internal peptide The purified enzyme obtained in step (2) is directly or trypsin-digested and then fractionated by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. Then, electroblotting is performed on a PVDF membrane (Immobilon Psq (manufactured by Millipore)). The blotted membrane is stained with Coomassie Brilliant Blue, and the stained band is cut out and subjected to amino acid sequence analysis. The amino acid sequence is analyzed using a PSQ-1 type amino acid analyzer manufactured by Shimadzu Corporation. The results are shown below.
[0039]
a) N-terminal amino acid sequence of untreated enzyme: (molecular weight: about 60,000);
Xaa-Thr-Pro-His-Asn-Pro-Asp-Ala
(SEQ ID NO: 6; where Xaa indicates Met or deletion)
b) trypsin partially decomposed product: (molecular weight: about 50,000);
Glu-Ile-Gly-Ser-Val-Gly-Lys-Met-Glu-Ile-Gly-Arg-Xaa-Ala-Asn-Asp-Leu-Arg-Asn-Arg
(SEQ ID NO: 7; Xaa represents an unidentified amino acid residue.)
[0040]
c) trypsin partially decomposed product: (molecular weight about 10,000);
Ala-Ser-Gly-Ala-Lys-Ala-Pro-Glu-Phe-Gln-Glu-Leu-Tyr-Asp-Phe-Glu-Ala-Ala-Xaa-Leu-Xaa-Leu
(SEQ ID NO: 8; Xaa represents an unidentified amino acid residue.)
[The molecular weight in parentheses indicates the molecular weight of the fractionated peptide. ]
[0041]
(4) Preparation of probe
Based on the amino acid sequence information obtained in the step (3), synthetic DNAs as shown in SEQ ID NOs: 4 and 5 are prepared and used as primers (primers # 1 and # 2) and obtained in the step (1). Polymerase chain reaction is performed using the chromosomal DNA of the obtained TN-3 strain as a template.
That is, 1 μl of the TN-3 strain chromosomal DNA, 10 μl of a 10-fold concentration reaction buffer, 4 μl of 10 mM dNTP, 1 μl of each of primers # 1 and # 2 (corresponding to 100 pmol concentration), and 1 μl of ExTaq (Takara Shuzo) were added to make 100 μl. This solution is subjected to 30 cycles of incubation at 95 ° C. for 30 seconds (denaturation step), 55 ° C. for 30 seconds (annealing step), 72 ° C. for 2 minutes (extension step). After completion of the reaction, chloroform extraction is performed three times, and the amplified DNA is recovered by ethanol precipitation. After separation by 1.0% agarose electrophoresis, a DNA fragment of about 300 bp which is considered to encode the EDDSase gene of the TN-3 strain is obtained. The DNA fragment thus obtained is labeled using a DIG DNA Labeling kit (manufactured by Boehringer Mannheim) to obtain a probe.
[0042]
(5) Preparation of DNA library
To 10 μl of the chromosomal DNA of the TN-3 strain, 5 μl of a 10-fold concentration restriction enzyme reaction buffer, 33 μl of sterilized water and 2 μl of a restriction enzyme KpnI are added, and the mixture is allowed to react at 37 ° C. for 16 hours. Agarose electrophoresis is performed, and a DNA fragment of 6.5 Kb to 5.5 Kb is excised from the gel and recovered using DNA PREP (Diatron). This DNA fragment is inserted into the KpnI site of the E. coli vector pUC18 using a ligation kit (Takara Shuzo) to prepare a recombinant DNA library.
[0043]
The pUC18 fragment used for ligation is prepared as follows. To 2 μl of the pUC18 stock solution, 5 μl of 10-fold concentration buffer for restriction enzyme, 40 μl of sterilized water, and 3 μl of KpnI restriction enzyme were added, reacted at 37 ° C. for 2 hours, phenol treated, ethanol precipitated, dried and sterilized to 50 μl Dissolve in water. Further, 1 μl of alkaline phosphatase (Takara Shuzo Co., Ltd.), 10 μl of 10-fold concentration buffer and 39 μl of sterilized water are added, and the mixture is reacted at 65 ° C., subjected to phenol treatment, ethanol precipitation, dried and dissolved in sterilized water.
[0044]
(6) Preparation of E. coli transformant and selection of recombinant DNA
Escherichia coli JM109 strain was inoculated into 1 ml of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% bactoeast extract, 0.5% NaCl), aerobically precultured at 37 ° C. for 5 hours, and 100 ml of this culture was subjected to SOB Medium (2% Bacto Tryptone, 0.5% Bacto Yeast Extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1 mM MgSO4, 1 mM MgCl2) Add to 40 ml and incubate at 18 ° C for 20 hours. After collecting the culture by centrifugation, a cold TF solution (20 mM PIPES-KOH (pH 6.0), 200 mM KCl, 10 mM CaCl2, 40 mM MnCl2) Is added, and left at 0 ° C. for 10 minutes, and then centrifuged again. After removing the supernatant, the precipitated E. coli was suspended in 3.2 ml of a cold TF solution, 0.22 ml of dimethyl sulfoxide was added, and the mixture was allowed to stand at 0 ° C. for 10 minutes. 10 μl of the solution (DNA library) containing the recombinant plasmid prepared in step (5) was added to 200 μl of the competent cells thus prepared, left at 0 ° C. for 30 minutes, and then subjected to heat shock at 42 ° C. for 30 seconds. After cooling at 2 ° C. for 2 minutes, SOC medium (20 mM glucose, 2% bactotryptone, 0.5% bactoeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1 mM MgSO 4)4, 1 mM MgCl2) Add 1 ml and incubate with shaking at 37 ° C for 1 hour. This is spread on an LB agar medium containing 100 μg / ml of ampicillin in 200 μl portions, and cultured at 37 ° C. A transformant having an EDDSase gene is selected by a colony hybridization method from a transformant colony grown on an agar medium. That is, a transformant grown on an agar medium was transferred to a nylon membrane (Biodyne A: manufactured by Pall Corporation), and the DNA was fixed by dissolving the cells, followed by the probe ( The colonies having the target recombinant DNA are selected using a DIG Luminescent Detection Kit (manufactured by Boehringer Mannheim).
[0045]
(7) Preparation of recombinant plasmid
The transformant selected in the step (6) is cultured overnight at 37 ° C. in 100 ml of LB medium, collected, washed with sterilized water, and treated with solution I (2 mM glucose, 10 mM EDTA, 25 mM Tris-HCl (pH 8. 5) and 25 mg of lysozyme are added and left at 0 ° C. for 30 minutes. 10 ml of solution II (1N NaOH, 5% SDS) is added and left at 0 ° C. for 5 minutes. 7.5 ml of solution III (3M sodium acetate (pH 4.8)) is added and left at 0 ° C. for 30 minutes. This was centrifuged, 50 ml of ethanol was added to the supernatant, and the supernatant was further removed by centrifugation. 5 ml of solution IV (10 mM sodium acetate, 50 mM Tris-HCl (pH 8.0)) and ribonuclease A solution (10 mg / ml) Add 2.5 μl and leave at room temperature for 20 minutes. To this is added 12 ml of ethanol, the plasmid is recovered by centrifugation, rinsed with 70% ethanol, dried and dissolved in 0.4 ml of sterile water. The recombinant plasmid thus obtained is named pEDS001.
[0046]
(8) Preparation of restriction map and identification of EDDSase gene region
The plasmid pEDS001 obtained in the step (7) is cut with several kinds of restriction enzymes to prepare a restriction map (FIG. 1). In addition, subcloning is performed as usual. That is, pEDS001 was digested with restriction enzymes KpnI and BamHI, and pUC18 was ligated with the same digested with the same restriction enzymes. Escherichia coli JM109 strain was transformed to obtain a plasmid (pEDS002) into which a fragment of about 3.9 Kb was inserted. ) (FIG. 2) and a plasmid (pEDS003) (FIG. 3) into which a fragment of about 2.6 Kb has been inserted. After digesting each plasmid with restriction enzymes BamHI, EcoRI, SacI, SalI, etc., agarose electrophoresis is performed, and a fragment to which the probe hybridizes is identified by Southern hybridization.
[0047]
(9) Determination of base sequence
The nucleotide sequence around the region specified in the step (8) is determined using a Pharmacia fluorescent sequencer ALFII. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 is obtained, and an open reading frame having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is found. As a result of comparison with NBRF (National Biomedical Research Foundation), this gene has a homology of 20 to 30% with delta-crystallin or argininosuccinate lyase, and both enzymes have fumaric acid and amine amino acids. ) Is known to have an activity of catalyzing the condensation or decomposition reaction. The nucleotide sequence of this open reading frame is shown in SEQ ID NO: 3.
[0048]
(10) Preparation of plasmid pEDS020 and Escherichia coli transformant, and EDDSase activity of the transformant
To 0032 μl of the recombinant plasmid pEDS containing the EDDSase gene obtained in step (8), 2 μl of a 10-fold concentration restriction enzyme buffer, 15 μl of sterilized water, and 1 μl of a restriction enzyme KpnI are added and reacted at 37 ° C. for 2 hours. . The plasmid is recovered by ethanol precipitation, and after drying, 17 μl of sterilized water, 2 μl of a 10-fold concentration restriction enzyme buffer, and 1 μl of a restriction enzyme BamHI are added and reacted at 37 ° C. for 2 hours. A fragment of about 2.6 Kb is prepared from the reaction solution by agarose electrophoresis and inserted into an E. coli vector pUC119. Using the ligation solution thus prepared, Escherichia coli JM109 is transformed to obtain a desired plasmid. The plasmid prepared here is named pEDS020 (FIG. 4), and the transformant is named JM109 / pEDS020.
[0049]
JM109 / pEDS020 was inoculated into 1 ml of LB medium containing 50 mg / l of ampicillin and cultured with shaking at 37 ° C for 8 hours, and the whole amount was added to 40 ml of LB medium (containing 50 mg / l ampicillin and 1 mM isopropyl-β-thiogalactoside). The cells were inoculated and cultured at 37 ° C. for 30 hours. The obtained culture is washed with 10 mM sodium phosphate buffer (pH 8.0) and suspended in 2 ml of the same buffer. A part of the obtained cell suspension is suspended in 50 ml of a pH 8.0 aqueous solution containing 342 mM fumaric acid and 171 mM ethylenediamine and reacted for 24 hours. After removing the cells from the reaction solution by centrifugation, the produced ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid is analyzed using HPLC (WAKOSIL 5C8 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) [eluent: 10 mM tetrahydroxyhydroxide]. n-Butyl ammonium and 0.4 mM CuSO450 mM phosphoric acid, pH 2]). As a result, 50 mM of S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid was produced.
[0050]
(11) Construction of plasmid pSE001
To 2 μl of the plasmid pEDS020 prepared in the step (10), 2 μl of a buffer solution for 10-fold concentration restriction enzyme, 15 μl of sterilized water, and 1 μl of restriction enzyme XhoI are added and reacted at 37 ° C. for 2 hours. The plasmid is recovered by ethanol precipitation, and after drying, 15 μl of sterilized water, 2 μl of a 10-fold concentration buffer for klenow fragment, 2 μl of a 10 mM dNTP solution, and 1 μl of klenow fragment are added and reacted at 37 ° C. for 2 hours. The DNA fragment was recovered by ethanol precipitation, dried, then added with 8 μl of sterile water, 1 μl of XbaI linker solution, 16 μl of Ligation kit (Takara Shuzo) solution A and 4 μl of solution B, and reacted at 16 ° C. for 4 hours. After that, it is transformed into JM109. A plasmid is prepared from the obtained transformant to obtain a plasmid in which the XhoI site of pEDS020 has been converted to an XbaI site. To 2 µl of the obtained plasmid, 2 µl of a 10-fold concentration buffer for restriction enzyme, 15 µl of sterilized water, and 1 µl of restriction enzyme EcoRV are added and reacted at 37 ° C for 2 hours. The DNA fragment was recovered by ethanol precipitation, dried, then added with 8 μl of sterile water, 1 μl of Sse8387I linker solution, 16 μl of Ligation kit (Takara Shuzo) solution A and 4 μl of solution B, and reacted at 16 ° C. for 4 hours. And then transformed into JM109. A plasmid is prepared from the obtained transformant to obtain a plasmid (pEDS027) in which the EcoRV site has been converted to an Sse8387I site. To 2 μl of the obtained plasmid, 2 μl of a buffer solution for 10-fold concentration restriction enzyme, 14 μl of sterilized water, 1 μl of restriction enzyme XbaI and 1 μl of Sse8387I are added and reacted at 37 ° C. for 2 hours. Thereafter, the band was separated by 0.7% agarose electrophoresis, and the 1.7 Kb band was recovered and inserted into the XbaI-Sse8387I site of the plasmid pSJ034 having a strong promoter activity for Rhodococcus bacteria to prepare a recombinant plasmid pSE001 ( (Fig. 5). pSJ034 is prepared from plasmid pSJ023 (see Japanese Patent Application No. 9-65618) by the steps shown in FIG. pSJ023 has been deposited as a transformant Rhodococcus rhodochrous ATCC12674 / pSJ023 (FERM BP-6232; transferred to the International Depositary on January 21, 1998) with the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.
[0051]
(12) Transformation of Rhodococcus bacteria and EDDSase activity of the transformant
Cells in the logarithmic growth phase of Rhodococcus rhodochrous ATCC 17895 strain are collected by a centrifugal separator, washed three times with ice-cold sterile water, and suspended in sterile water. 1 μl of the plasmid pSE001 and 10 μl of the cell suspension are mixed and cooled on ice. A suspension of DNA and cells is placed in a cuvette, and subjected to electric pulse processing at 2.0 KV, 200 OHMS by a gene transfer apparatus Gene Pulser (BIO RAD). The electric pulse treatment solution was allowed to stand for 10 minutes under ice-cooling, subjected to heat shock at 37 ° C. for 10 minutes, and then subjected to MYK medium (0.5% polypeptone, 0.3% Bacto yeast extract, 0.3% Bacto malt extract, 0.2% K2HPO4, 0.2% KH2PO4) Add 500 ml, leave at 30 ° C for 5 hours, apply to 50 mg / l kanamycin-containing MYK agar medium, and culture at 30 ° C for 3 days. The resulting transformant is designated as ATCC 17895 / pSE001.
[0052]
The transformant thus prepared is inoculated into 10 ml of MYK medium (containing 50 mg / l kanamycin) and cultured with shaking at 30 ° C for 72 hours. 1 ml of the medium was mixed with 100 ml of medium (1.5% glucose, 1% sodium glutamate, 0.1% Bacto yeast extract, 0.05% KH2PO4, 0.05% K2HPO4, 0.05% magnesium sulfate, pH 7.2, containing 50 mg / l kanamycin) and cultured at 30 ° C. for 60 hours. Next, the obtained cells were subjected to a reaction and an analysis according to the method described in step (10). As a result, 36 mM of S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid was produced.
[0053]
The reaction for producing the optically active aminopolycarboxylic acid represented by the formula [1] is carried out in water or a buffer solution (for example, a phosphate buffer, a carbonate buffer or a borate buffer). Strains or processed products thereof (ie, crushed cells, cell extracts, crude or purified enzymes extracted from cells, immobilized cells or enzymes, cells treated with agents such as stabilizers, etc.) Or selected from enzymes) with a mixture of fumaric acid and an amino group-containing compound of formula [2].
[0054]
In general, the reaction can be carried out at a temperature of 0 to 50C, preferably 5 to 35C, and a pH of 5 to 11, preferably 6 to 10. The concentration of fumaric acid and the amino group-containing compound represented by the formula [2] can vary depending on the reaction temperature and pH used, and their concentrations can each range from 0.1% to a saturated concentration. The amount of the microorganism or the processed product thereof is usually 0.01 to 5.0% based on the amount of the substrate. The reaction can be performed either batchwise or continuously.
[0055]
Known techniques such as microbial removal, concentration, chromatography (eg, HPLC), crystallization and the like can be used to isolate the resulting aminopolycarboxylic acid from the reaction mixture at the completion of the reaction.
The specific procedure for producing the aminopolycarboxylic acid can be performed in the same manner as the procedure described in JP-A-9-140390 or the corresponding US Pat. No. 5,707,836. The contents of these patent publications and U.S. patents are incorporated herein by reference.
[0056]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to the following examples.
<Example 1>
(1) Culture
Pseudomonas sp. TN-131 strain, Paracoccus sp. The TNO-5 strain, Sphingomonas sp. TN-28 strain, Brevundimonas sp. One platinum loop of the TN-30 strain and the TN-3 strain was picked from the slant medium, inoculated into the following medium, and cultured at 30 ° C. aerobically with shaking for 4 days.
[0057]
Medium composition (pH 7.5, 100 ml):
0.2 g of ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid
0.2 g of glucose
Yeast extract 0.1g
Polypeptone 0.05g
Magnesium sulfate 7H2O 0.1g
0.28g of sodium sulfate
Phosphate buffer 25 mM
Metal salt mixture solution * 0.5 ml
[* Metal salt mixture solution (100 ml): magnesium chloride 6H2O 8 g, calcium chloride 0.8 g, manganese sulfate 4H2O 0.6g, ferric chloride ・ 6H2O 0.12 g, zinc sulfate 0.06 g]
[0058]
(2) Removal treatment of fumarase activity
The cell culture solution is collected in a centrifuge tube, collected by centrifugation at 10,000 rpm at 5 ° C. for 15 minutes, washed twice with a 50 mM borate buffer (pH 9.2), and dried with the same buffer to obtain 5 mg of a dried bacterial cell. And treated in a water bath at 45 ° C. for 6 hours. Note that sampling was performed after a lapse of 2 hours.
[0059]
(3) Activity measurement of EDDSase and fumarase
The cells subjected to the above-described fumarase removal treatment were subjected to EDDSase and fumarase activity measurements, and the residual activity was determined based on the activity of the untreated cells as 100%.
The activity of EDDSase was measured using a reaction solution containing 684 mM fumaric acid, 342 mM ethylenediamine, and 342 mM magnesium hydroxide and adjusted to pH 8.5 with 6N NaOH at a cell concentration of 1/10 of the treatment solution at 30 ° C. overnight. The (S, S) -ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid (S, S-EDDS) produced by the reaction was quantified by the following operation.
[0060]
The activity of fumarase was measured using a reaction solution containing 68.4 mM L-sodium malate and 50 mM borate buffer and adjusted to pH 8.5 with 6N NaOH at a cell concentration of 1/10 of the treatment solution at 30 ° C. The reaction was allowed to proceed overnight, and the fumaric acid produced was quantified by the following procedure.
[0061]
Quantification of reaction products:
Analysis of S, S-EDDS, fumaric acid and L-malic acid was performed by liquid chromatography after removing insolubles in the reaction solution by centrifugation at 15,000 rpm at 5 ° C. for 5 minutes. As a quantitative column, WAKOSIL 5C8 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) [eluent: 10 mM tetra-n-butylammonium hydroxide and 0.4 mM CuSO4Containing 50 mM phosphoric acid, pH 2], and MCI GEL CRS 10W (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) [eluent: 10 mM CuSO4〕It was used.
(4) Result
[0062]
[Table 1]
Figure 0003565727
[0063]
<Example 2>
(1) Culture of transformant
Escherichia coli JM109 / pEDS020
Take one platinum loop from the slant medium, inoculate into an LB medium (1% bactotryptone, 0.5% bactoeast extract, 0.5% NaCl) containing 50 mg / l ampicillin, and shake for 8 hours at 37 ° C. Cultured. This was inoculated into an LB medium (containing 50 mg / l ampicillin, 1 mM isopropyl-b-galactoside) in an amount of 2.5%, and cultured at 37 ° C for 30 hours under aerobic shaking.
[0064]
Rhodococcus rhodochrous ATCC 17895 / pSE001
Take one platinum loop from the slant medium and add 50 mg / l kanamycin to MYK medium (0.5% polypeptone, 0.3% Bacto yeast extract, 0.3% Bacto malt extract, 0.2% K2HPO4, 0.2% KH2PO4), And cultured with shaking at 30 ° C. for 72 hours. This was added to a GGY medium (1.5% glucose, 1% sodium glutamate, 0.1% Bacto yeast extract, 0.05% K2HPO4, 0.05% KH2PO4, 0.05% magnesium sulfate, 50 mg / l kanamycin, pH 7.2) and inoculated at 30 ° C for 60 hours with aerobic shaking.
[0065]
(2) Removal treatment of fumarase activity
Same as in the first embodiment.
(3) Activity measurement of EDDSase and fumarase
Same as in the first embodiment.
(4) Result
[0066]
[Table 2]
Figure 0003565727
[0067]
<Example 3>
(1) Culture of transformant
Escherichia coli JM109 / pEDS020 was cultured in the same manner as in Example 2.
(2) Glutaraldehyde treatment and fumarase activity removal treatment
The bacterial cell culture was collected in a centrifuge tube, collected by centrifugation at 10,000 rpm at 5 ° C. for 15 minutes, and washed twice with 50 mM borate buffer (pH 9.2). The cells were treated at 4 ° C. for 2 hours at a final concentration of 5 mg dry cells / ml in the same buffer containing glutaraldehyde at a final concentration of 1 mM, and then treated with 100 mM borate buffer (pH 9.2). The cells were washed twice and diluted with the same buffer to 5 mg dry cells / ml. The glutaraldehyde-treated cells and untreated cells diluted to the same concentration were subjected to a fumarase activity removal treatment in a water bath at 45 ° C. for 6 hours.
(3) Activity measurement of EDDSase and fumarase
Same as in the first embodiment.
(4) Result
[0068]
[Table 3]
Figure 0003565727
[0069]
<Example 4>
(1) Culture of transformant
Same as Example 3.
(2) Removal treatment of fumarase activity
The bacterial cell culture solution is collected in a centrifuge tube, collected by centrifugation at 10,000 rpm, 5 ° C., and 15 minutes, and then diluted with 50 mM borate buffer adjusted to the pH shown in Table 4 with 6N NaOH or 5N sulfuric acid. After washing twice, each buffer was diluted to 5 mg dry cells / ml and treated in a water bath at 45 ° C. for 2 hours.
(3) Activity measurement of EDDSase and fumarase
Same as in the first embodiment.
(4) Result
[0070]
[Table 4]
Figure 0003565727
[0071]
<Example 5>
(1) Culture of transformant
Same as Example 3.
(2) Removal treatment of fumarase activity
The bacterial cell culture is collected in a centrifuge tube, and collected by centrifugation at 10,000 rpm at 5 ° C. for 15 minutes. Then, the salt solution described in Table 5 (pH is adjusted to 9.2 with 6N NaOH or 5N sulfuric acid, respectively). ), Diluted with each salt solution to 5 mg dry cells / ml, and treated in a water bath at 45 ° C for 2 hours.
(3) Activity measurement of EDDSase and fumarase
Same as in the first embodiment.
(4) Result
[0072]
[Table 5]
Figure 0003565727
[0073]
<Example 6>
(1) Culture of transformant
Same as Example 3.
(2) Removal treatment of fumarase activity
The bacterial cell culture solution is collected in a centrifuge tube, and collected by centrifugation at 10,000 rpm, 5 ° C., and 15 minutes, washed twice with 100 mM borate buffer (pH 9.2), and dried with the same buffer to obtain 5 mg of dry bacteria. And treated in a water bath at the temperature and time shown in Table 6.
(3) Activity measurement of EDDSase and fumarase
Same as in the first embodiment.
(4) Result
[0074]
[Table 6]
Figure 0003565727
[0075]
<Example 7>
(1) Culture of transformant
Same as Example 3.
2) Fumarase activity removal treatment
The cell culture solution is collected in a centrifuge tube, collected by centrifugation at 10,000 rpm at 5 ° C. for 15 minutes, washed twice with 100 mM borate buffer (pH 9.2), and dried at 5 mg with the same buffer. The cells were diluted to cells / ml and treated in a water bath at 45 ° C. for 4 hours.
(3) Reaction
The reaction solution contains 1232 mM fumaric acid, 616 mM ethylenediamine, 924 mM magnesium hydroxide, 20 mg dry cells / ml of the above treated cells or the same concentration of untreated cells, and adjusted to pH 8.5 with 6N sodium hydroxide. The reaction was carried out at 30 ° C. for 20 days. The pH was kept at 8.5 with 6N sodium hydroxide.
S, S-EDDS and L-malic acid in the reaction solution were quantified by the method described in Example 1.
(4) Result
[0076]
[Table 7]
Figure 0003565727
[0077]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, a microorganism for producing an optically active aminopolycarboxylic acid, which can selectively remove only a fumalase activity without lowering the EDDSase activity from a microorganism containing an EDDSase activity and a fumalase activity, and has a small loss of fumaric acid A catalyst may be provided.
Furthermore, even if the microorganism or the processed product thereof is alkali-treated, even if the EDDSase activity is partially lost by the treatment, the optical activity with less fumaric acid loss is relatively high if the removal rate of the fumalase activity is relatively large. Since it can be a catalyst for producing aminopolycarboxylic acid, the effects of the present invention can be obtained.
[0078]
[Sequence list]
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727
Figure 0003565727

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a restriction map of plasmid pEDS001.
FIG. 2 is a restriction map of plasmid pEDS002. This plasmid is obtained by cutting a plasmid pEDS001 with restriction enzymes KpnI and BamHI and inserting a fragment of about 3.9 kb into pUC18.
FIG. 3 is a restriction map of plasmid pEDS003. This plasmid is obtained by cutting a plasmid pEDS001 with restriction enzymes KpnI and BamHI, and inserting a fragment of about 2.6 kb into pUC18.
FIG. 4 is a restriction map of plasmid pEDS020. This plasmid is obtained by cutting a plasmid pEDS003 with restriction enzymes KpnI and BamHI and inserting a fragment of about 2.6 kb into pUC119.
FIG. 5 is a diagram showing the construction of plasmid pSE001.
FIG. 6 is a diagram showing the construction of plasmid pSJ034.

Claims (14)

エチレンジアミン−N,N'−ジコハク酸エチレンジアミンリアーゼ(EDDSアーゼ)活性を有する微生物またはその処理物を5〜1000mMの濃度の塩類の存在下にpH8.0〜10.5のアルカリ水溶液で処理することを特徴とする該微生物またはその処理物のフマラーゼ活性の除去方法。Treating a microorganism having ethylenediamine-N, N'-disuccinate ethylenediamine lyase (EDDSase) activity or a treated product thereof with an alkaline aqueous solution having a pH of 8.0 to 10.5 in the presence of salts having a concentration of 5 to 1000 mM. A method for removing fumarase activity of the microorganism or a processed product thereof. 前記塩類が、ほう酸、りん酸、塩酸、硫酸、酢酸、蓚酸、フマル酸、マレイン酸およびエチレンジアミン−N,N'−ジコハク酸のナトリウム、カリウム、アンモニアおよびアミン類の塩からなる群から選択される少なくとも1種の塩であることを特徴とする請求項1に記載の方法。The salts are selected from the group consisting of sodium, potassium, ammonia and amine salts of boric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, oxalic acid, fumaric acid, maleic acid, and ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid. The method according to claim 1, wherein the salt is at least one salt. 前記微生物またはその処理物が、シュードモナス(Pseudomonas)属、パラコッカス(Paracoccus)属、スフィンゴモナス(Sphingomonas)属およびブレブンジモナス(Brevundimonas)属からなる細菌類;エシェリヒア(Esherichia)属またはロドコッカス(Rhodococcus)属に属する細菌宿主にEDDSアーゼをコードする遺伝子を導入した形質転換体;ならびに該細菌類または形質転換体の処理物からなる群から選択されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。The microorganism or a processed product thereof is a bacterium consisting of Pseudomonas, Paracoccus, Sphingomonas and Brevndimonas; The method according to claim 1 or 2, wherein the method is selected from the group consisting of a transformant obtained by introducing a gene encoding EDDSase into a bacterial host; and a processed product of the bacterium or the transformant. 前記微生物またはその処理物が、Pseudomonas sp.TN−131株(FERM BP−5418)、Paracoccus sp.TNO−5株(FERM BP−6547)、Sphingomonas sp.TN−28株(FERM BP−5419)、Brevundimonas sp.TN−30株(FERM BP−5417)およびBrevundimonas sp.TN−3株(FERM BP−5886);宿主としての大腸菌JM109株(ATCC53323)、Rhodococcus rhodochrous ATCC17895株およびRodococcus rhodochrous J−1株(FERM BP−1478)にEDDSアーゼをコードする遺伝子を導入した形質転換体;ならびに該細菌類または形質転換体の処理物からなる群から選択されることを特徴とする請求項3に記載の方法。The microorganism or a processed product thereof is obtained from Pseudomonas sp. TN-131 strain (FERM BP-5418), Paracoccus sp. TNO-5 strain (FERM BP-6546), Sphingomonas sp. TN-28 strain (FERM BP-5419), Brevundimonas sp. TN-30 strain (FERM BP-5417) and Brevundimonas sp. TN-3 strain (FERM BP-5886); Escherichia coli JM109 strain (ATCC53323), Rhodococcus rhodochrous ATCC17895 strain and Rodococcus rhodochrous J-1 strain (FERM BP-1478) which transformed the EDDS gene into a host. The method according to claim 3, wherein the method is selected from the group consisting of: a body; and a processed product of the bacterium or the transformant. 前記処理物が、菌体破砕物、菌体抽出液、菌体から抽出された粗酵素または精製酵素、固定化した菌体または酵素、安定化剤で処理された菌体または酵素からなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。The processed product is a crushed cell, a cell extract, a crude enzyme or a purified enzyme extracted from the cell, an immobilized cell or enzyme, a cell consisting of a cell or enzyme treated with a stabilizer. 5. The method according to claim 1, wherein the method is selected. 前記塩類の濃度が10mM〜500mMの範囲であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the salt concentration is in the range of 10 mM to 500 mM. 前記アルカリ水溶液のpHが、8.5〜10であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the pH of the aqueous alkaline solution is 8.5 to 10. 前記アルカリ水溶液のpHが、9〜9.5であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the pH of the alkaline aqueous solution is 9 to 9.5. 前記処理の温度が、氷結温度〜55℃の範囲であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the temperature of the treatment ranges from a freezing temperature to 55 ° C. 前記処理の時間が、約1分〜約1ヶ月の期間であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 9, the time of the treatment, characterized in that it is a period of about 1 minute to about 1 month. 請求項1〜10のいずれかに記載の方法によりフラマーゼ活性を除去することによって得られる、EDDSアーゼ活性を有しておりかつフマラーゼ活性が低減している微生物またはその処理物であって、シュードモナス(Pseudomonas)属、パラコッカス(Paracoccus)属、スフィンゴモナス(Sphingomonas)属およびブレブンジモナス(Brevundimonas)属からなる細菌類;エシェリヒア(Esherichia)属またはロドコッカス(Rhodococcus)属に属する細菌宿主にEDDSアーゼをコードする遺伝子を導入した形質転換体;ならびに該細菌類または形質転換体の処理物からなる群から選択される、前記微生物またはその処理物 A microorganism having EDDSase activity and having reduced fumarase activity, or a processed product thereof, which is obtained by removing the framase activity by the method according to any one of claims 1 to 10, and comprising a pseudomonas ( Bacteria consisting of the genera Pseudomonas, Paracoccus, Sphingomonas and Brevundimonas; bacteria belonging to the genus Escherichia or Rhodococcus genus belonging to the genus Escherichia coli belonging to the genus Escherichia coli belonging to the genus Escherichia coli belonging to the genus Rhodococcus to the genus Escherichia or Rhodococcus. The microorganism or a processed product thereof, which is selected from the group consisting of an introduced transformant; and a processed product of the bacterium or the transformed product . Pseudomonas sp.TN−131株(FERM BP−5418)、Paracoccus sp.TNO−5株(FERM BP−6547Pseudomonas sp. TN-131 strain (FERM BP-5418), Paracoccus sp. TNO-5 strain (FERM BP-6546) )、Sphingomonas sp.TN−28株(FERM BP−5419)、Brevundimonas sp.TN−30株(FERM BP−5417)およびBrevundimonas sp.TN−3株(FERM BP−5886);宿主としての大腸菌JM109株(ATCC53323)、Rhodococcus rhodochrous ATCC17895株およびRodococcus rhodochrous J−1株(FERM BP−1478)にEDDSアーゼをコードする遺伝子を導入した形質転換体;ならびに該細菌類または形質転換体の処理物からなる群から選択される、請求項11に記載の微生物またはその処理物。), Sphingomonas sp. TN-28 strain (FERM BP-5419), Brevundimonas sp. TN-30 strain (FERM BP-5417) and Brevundimonas sp. TN-3 strain (FERM BP-5886); Escherichia coli JM109 strain (ATCC53323), Rhodococcus rhodochrous ATCC17895 strain and Rodococcus rhodochrous J-1 strain (FERM BP-1478) which transformed the EDDS gene into a host. The microorganism according to claim 11, which is selected from the group consisting of a body; and a processed product of the bacterium or the transformant. EDDSアーゼ活性とフマラーゼ活性の残存活性比が0.03〜0.27である、請求項11または12記載の微生物またはその処理物。The microorganism or a processed product thereof according to claim 11 or 12, wherein the ratio of the residual activity of the EDDSase activity to the fumarase activity is 0.03 to 0.27. 請求項11〜13のいずれかに記載の微生物またはその処理物からなる触媒の存在下で、フマル酸とエチレンジアミンとを反応させること、および、その結果得られた反応混合物からS,S−エチレンジアミン−N,N ' −ジコハク酸を単離することを含む、S,S−エチレンジアミン−N,N ' −ジコハク酸の製造方法 A reaction between fumaric acid and ethylenediamine in the presence of a catalyst comprising the microorganism according to any one of claims 11 to 13 or a processed product thereof, and S, S-ethylenediamine- forming from the resulting reaction mixture. N, N '- disuccinic comprises isolating the acid, S, S- ethylenediamine -N, N' - manufacturing method of disuccinic acid.
JP30759498A 1997-10-28 1998-10-28 Method for removing fumarase activity, microorganism obtained by this method, and method for producing optically active aminopolycarboxylic acid using this microorganism Expired - Fee Related JP3565727B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30759498A JP3565727B2 (en) 1997-10-28 1998-10-28 Method for removing fumarase activity, microorganism obtained by this method, and method for producing optically active aminopolycarboxylic acid using this microorganism

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31104697 1997-10-28
JP9-311046 1997-10-28
JP30759498A JP3565727B2 (en) 1997-10-28 1998-10-28 Method for removing fumarase activity, microorganism obtained by this method, and method for producing optically active aminopolycarboxylic acid using this microorganism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11196882A JPH11196882A (en) 1999-07-27
JP3565727B2 true JP3565727B2 (en) 2004-09-15

Family

ID=26565179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30759498A Expired - Fee Related JP3565727B2 (en) 1997-10-28 1998-10-28 Method for removing fumarase activity, microorganism obtained by this method, and method for producing optically active aminopolycarboxylic acid using this microorganism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3565727B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11196882A (en) 1999-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02470A (en) Biological production of amide
JP5915649B2 (en) Improved nitrile hydratase
JP5532618B2 (en) Improved nitrile hydratase and method for producing the same
EP0719862B1 (en) A regulatory factor for expression of nitrilase gene and a gene thereof
EP0780471B1 (en) Novel nitrilase gene
EP0927762B1 (en) Method for removing fumarase activity, Microorganisms obtainable by the method and production of optically active aminopolycarboxylic acids using the microorganisms
JP4529338B2 (en) DNA encoding hydantoinase, DNA encoding N-carbamyl-L-amino acid hydrolase, recombinant DNA, transformed cell, protein production method and optically active amino acid production method
JPS6255097A (en) Production of l-amino acid
JPH10337185A (en) New protein having aspartase activity and genetic dna encoding the same
EP0731171B1 (en) Method of producing optically active amino acid
JP4094232B2 (en) Novel amidase gene
JP3565727B2 (en) Method for removing fumarase activity, microorganism obtained by this method, and method for producing optically active aminopolycarboxylic acid using this microorganism
US6869788B2 (en) DNA encoding novel D-aminoacylase and process for producing D-amino acid by using the same
EP2128258B1 (en) Novel amidase, gene for the same, vector, transformant, and method for production of optically active carboxylic acid amide and optically active carboxylic acid by using any one of those items
JP3370545B2 (en) Ethylenediamine-N, N&#39;-disuccinic acid: protein having ethylenediamine lyase activity and gene thereof
JP4485734B2 (en) 5-substituted hydantoin racemase, DNA encoding the same, recombinant DNA, transformed cell, and method for producing optically active amino acid
JP5138271B2 (en) Highly active amidase enzyme solution and preparation method thereof
JP3261336B2 (en) Production method of optically active amino acids
JP2006055131A (en) New d-aminoacylase and gene thereof
JPWO2006008872A1 (en) L-form amino acid amide asymmetric hydrolase and DNA encoding the same
KR100500978B1 (en) Ethylenediamine-N, N&#39;-disuccinic acid: A protein with ethylenediaminerase activity and a gene encoding it
JP3450663B2 (en) Method for producing S, S-ethylenediamine-N, N&#39;-disuccinic acid
JP3359625B2 (en) Production method of optically active amino acids
JPH09140390A (en) Production of optically active amino acid
JP2004242533A (en) Modified ethylenediamine-n,n&#39;-disuccinate:ethylenediamine lyase

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040601

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040608

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618

Year of fee payment: 9

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees